一种常压干燥酚醛气凝胶及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110408071A(43)申请公布日2019.11.05(21)申请号201910718360.8(22)申请日2019.08.05(71)申请人航天特种材料及工艺技术研究所地址100074北京市丰台区云岗北里40号院(72)发明人刘圆圆徐春晓刘韬宋寒郭慧张凡李文静杨洁颖赵英民张昊(74)专利代理机构北京格允知识产权代理有限公司11609代理人谭辉(51)Int.Cl.C08J9/28(2006.01)C08G8/28(2006.01)C08L61/14(2006.01)权利要求书2页说明书9页(54)发明名称一种常压干燥酚醛气凝胶及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种常压干燥制备酚醛气凝胶的方法，包括：配制包含线性酚醛树脂、硅烷接枝剂和第一有机溶剂的接枝反应溶液，使所述线性酚醛树脂和硅烷接枝剂在所述接枝反应溶液中进行接枝反应，得到硅烷接枝的酚醛树脂；加入固化剂和第二有机溶剂形成固化反应溶液并进行固化反应，得到酚醛凝胶；对所述酚醛凝胶进行常压干燥，得到酚醛气凝胶。本发明还提供了由所述方法制得的酚醛气凝胶。本发明方法实现了常压干燥，极大缩短制备周期，降低了制备成本，解决了微观相分离和凝胶过快的问题，为实际应用留出了充足的操作时间。所制得的酚醛气凝胶的骨架强度显著提高，收缩率明显降低，具有更好的抗氧化性能和耐烧蚀性能。CN110408071ACN110408071A权利要求书1/2页1.一种常压干燥制备酚醛气凝胶的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)配制包含线性酚醛树脂、硅烷接枝剂和第一有机溶剂的接枝反应溶液，使所述线性酚醛树脂和硅烷接枝剂在所述接枝反应溶液中进行接枝反应，得到硅烷接枝的酚醛树脂；(2)加入固化剂和第二有机溶剂形成固化反应溶液并进行固化反应，得到酚醛凝胶；(3)对所述酚醛凝胶进行常压干燥，得到酚醛气凝胶。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述线性酚醛树脂由甲醛和苯酚或甲醛和间苯二酚以0.75～0.85：1的摩尔比、以草酸或硫酸作为催化剂制得，分子量为500～1500；和/或所述硅烷接枝剂选自由正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一有机溶剂和所述第二有机溶剂独立地为沸点低于120℃的醇溶剂优选为甲醇、乙醇和异丙醇中的一种或多种，或丙酮、丁酮、乙腈、四氢呋喃、二氧六环中的一种或多种；和/或所述固化剂为六亚甲基四胺、多聚甲醛、热固型酚醛树脂、苯胺中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述接枝反应溶液中，所述线性酚醛树脂的浓度为25wt％～48wt％；所述硅烷接枝剂与线性酚醛树脂的羟基的摩尔比值为大于0并且不大于2。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在所述固化反应溶液中，所述硅烷接枝的酚醛树脂的含量为15wt％～40wt％；所述固化剂占所述硅烷接枝的酚醛树脂的质量的5％～20％。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述接枝反应溶液还包含接枝催化剂，优选的是，所述接枝催化剂为乙二胺、吡啶、三乙胺、碳酸钠、氢氧化钠、甲酸、乙酸、丙酸、苯磺酸、盐酸中的一种或多种，更优选的是，所述接枝催化剂占所述线性酚醛树脂的质量的0.2％～5％。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述接枝反应在加温的条件下进行，更优选的是，所述接枝反应的反应温度为75℃～120℃，反应时间为6h～18h；和/或所述固化反应在加温的条件下进行，更优选的是，所述固化反应的固化温度为70℃～180℃，固化时间为12h～120h。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述酚醛凝胶在常压干燥之前经过在常温开放空间中晾置的步骤，优选的是，所述晾置的时间为12～48h；所述常压干燥为在不同温度阶段进行的分步干燥，优选的是，所述分步干燥包括如下至少2个温度阶段：第一温度阶段的温度为40℃～70℃，时间为12～48h，第二温度阶段的温度为80℃～120℃，时间为12～48h。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：2CN110408071A权利要求书2/2页所述接枝反应结束后降至室温；将所述固化反应溶液密封于密闭容器中，再升温进行固化反应；和/或所述固化反应结束后降至室温，然后将所得的酚醛凝胶置于室温开放空间中进行所述晾置。10.由权利要求1至9任一项所述的方法制得的酚醛气凝胶。3CN110408071A说明书1/9页一种常压干燥酚醛气凝胶及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种常压干燥酚醛气凝胶及其制备方法。背景技术[0002]气凝胶材